資源簡介

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第九講：電與磁
1. 磁性：物體具有的能吸引 鐵鈷鎳 等物質的性質(吸鐵性)。
2. 磁體
(1)定義：具有 磁性 的物體。
(2)分類：永磁體分為天然磁體、人造磁體。
3. 磁極：磁體上 磁性最強 的地方叫磁極。
(1)在水平面內自由轉動的磁體靜止時，指南的磁極是 南極 ，指北的磁極是 北極 。
(2)磁極間的相互作用規律： 同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引 。
(3)任何一個磁體都有 兩 個磁極，磁極總是 成對 出現的，條形磁鐵的磁極在磁體的 兩端 。 一個永磁體分成幾部分后，每一部分仍存在 兩 個磁極。（如下圖）
(4)應用：磁浮列車底部裝有用線圈繞制的電磁鐵，利用磁體之間的相互作用，使列車懸浮在軌道的上方以提高運行速度。（如上右圖）
4. 磁化：使原來沒有磁性的物體 有磁性 的過程。
【典例1】（2023·溫州）如圖為某款玻璃清潔器，由兩塊各含磁鐵的清潔片構成。使用時，兩塊清潔片總是隔著玻璃合在一起移動，這是因為（　　）
A．異名磁極相互排斥 B．異名磁極相互吸引
C．同名磁極相互排斥 D．同名磁極相互吸引
【答案】B
【知識點】磁極間的相互作用
【解析】【分析】磁體中有兩個磁極，兩個磁體的同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸
引。
【解答】 兩塊清潔片總是隔著玻璃合在一起移動 ，故為相互吸引的異名磁極。
故答案為：B
【對點訓練1】（2023長春汽開區一模）如圖是我國早期的指南針——司南。“柢”是長柄，它永遠指南方，是因為受到 _____的作用，“柢”相當于磁體的 _____極。
【答案】 ①. 地磁場 ②. 南
5. 磁場
(1)定義：在 磁極 周圍的空間存在的由磁體產生的物質。磁場是一種看不見、摸不著的特殊物質。
(2)基本性質：磁場對放入其中的 磁體 產生 力 的作用。磁極間的相互作用是通過 磁場 產生的。
(3)方向規定：把小磁針放在磁場中某處，當小磁針靜止時，小磁針的 N 極所指
的方向就表示該處的磁場方向。
6. 磁感線
(1)定義：人們根據磁鐵周圍磁場中鐵粉的排列情況畫出的虛曲線。（如下左圖）
(2)方向：磁場中任何一點的磁感線方向都跟放在該點的磁針靜止時 N極 所指的方向一致。 在磁體外部，磁感線由磁體的 N極 到磁體的 S極 ；在磁體內部磁感線則是從 S極 到 N極 。（如下右圖，各種形狀的磁感線）
【典例2.1】下列磁感線模型正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知識點】磁場和磁感線
【解析】【分析】 磁感線是閉合曲線，周圍的磁感線都是從N極出來進入S極，在內
部磁感線從S極到N極。
【解答】A.外部磁感線滿足N極出來進入S極，故其正確；
B.s極磁感線畫錯了，故其不正確；
C.周圍的磁感線都是從N極出來進入S極，故其錯誤；
D.N極磁感線都是出去的，故其錯誤；
故答案為：A
【對點訓練2.1】（2023·臨沂）關于電和磁，下列說法正確的是（　　）
A．摩擦起電的實質是創造了電荷
B．通電導體周圍一定存在磁場
C．磁感線是磁場中真實存在的線
D．導體在磁場中運動就會產生電流
【答案】B
【知識點】兩種電荷；磁場；磁感線及其特點；電磁感應
【解析】【解答】A.摩擦起電的實質是電子的轉移使電性顯現出來，A不符合題意；
B.通電導體周圍一定存在磁場，B符合題意；
C.磁感線是假想的線，C不符合題意；
D.導體在磁場中做切割磁感線運動才會產生電流，D不符合題意。
故答案為：B.
【分析】摩擦起電實現電子的轉移使物體帶電；通電導體周圍有磁場；磁感線是假想的線；閉合電路的部分導體做切割磁感線運動時，才能產生感應電流。
7. 地磁場
(1)定義：地球周圍存在的 磁場 叫作地磁場。磁針指南北是因為受到 地磁場 的作用。
(2)磁極：地磁場的北極在 地理南極附近 ，地磁場的南極在 地理北極附近 。
(3)在地表附近地磁場中磁感線的走向大致是 從南向北 的。（如下圖）
【典例2.2】（2023·黃岡）下列關于電與磁的說法正確的是（　　）
A．圖甲：磁感線是真實存在的，小磁針的北極指向地理的北極
B．圖乙：鐵釘上端是電磁鐵的N極，P向左移能吸引更多鐵釘
C．圖丙：只對調磁極，線圈的轉動方向不會發生改變
D．圖丁：閉合開關，導體ab豎直向上運動，電流表指針偏轉
【答案】B
【知識點】地磁場；電磁鐵的構造和原理；磁場對通電導線的作用；電磁感應
【解析】A.圖甲：磁感線是假想的，小磁針的北極指向地理的北極，A不符合題意；
B.圖乙：鐵釘上端是電磁鐵的N極，P向左移能吸引更多鐵釘，B符合題意；
C.圖丙：只對調磁極，線圈的轉動方向會發生改變，C不符合題意；
D.圖丁：在電磁感應現象中，閉合開關，導體ab豎直向上運動，電流表指針不偏轉，D不符合題意。
故答案為：B.
【分析】磁感線是假想的線，根據安培定則判斷電磁鐵的磁極；磁場對電流有力的作用，力的方向和磁場方向有關，和電流方向有關；電磁感應，導線切割磁感線才能產生電流。
【對點訓練2.2】（2022 金華）司南是我國早期的指南針。小科將條形磁體置于塑料勺內，在勺下墊泡沫，一起置于裝水的紙盤中，漂浮在水面上，能自由轉動，從而得到一個仿制“司南”（如圖所示）。下列說法正確的是（　　）
A．“司南”靜止時勺柄指南，標為N極
B．“司南”能指南北是受地磁場的作用
C．“司南”的紙盤換成鐵盤后也能正常使用
D．“司南”勺柄的指向與勺內磁體的磁極方向無關
【解答】解：A、“司南”靜止時勺柄指南，就是南極，為S極，故A錯誤；
B、“司南”能指南北是因為受到地磁場的作用，故B正確；
C、“司南”實質上是一個條形磁體，對鐵磁性物質具有吸引作用，如果將紙盤換做鐵盤，則會由于鐵盤的吸引作用而無法指南北，故C錯誤；
D、“司南”勺柄的為S極，與地磁場的N極相互吸引，因此才具有指南北的性質，故D錯誤。
故選：B。
8. 奧斯特實驗
如圖所示，如果在直導線附近放置一枚小磁針，則當導線中有電流通過時，磁針將發生 偏轉 。這一現象由丹麥物理學家奧斯特于 1820年通過實驗首先發現。該現象說明：通電導線的周圍存在磁場，且磁場的方向與 電流 的方向有關。通電導線的周圍存在 磁場 ，這種現象稱為電流的 磁 效應。
9. 直線電流周圍的磁感線
(1) 如圖 B5-Q-2 所示,磁感線分布在 垂直 通電直導線的所有平面上，是以電流為中心(以直導線上各點為圓心)的 同心圓 。
(2)越靠近通電導線，磁感線越 密 ，磁場越 強 。磁場的強弱與電流的 大小 有關。
(3)磁場方向跟 電流 的方向有關。
10. 判斷直線電流的磁場方向
右手螺旋定則：如圖 B5-Q-3 所示，用右手握住導線，大拇指指向 電流 的方向，其余四指彎曲指向 磁場方向 。
11. 通電螺線管的磁場
把 通電導線 繞在圓筒上，做成螺線管，也叫線圈，在通電情況下會產生磁場。通電螺線管的磁場和 條形磁鐵 的磁場相似。其兩端的極性跟 電流方向 有關，這關系可用 右手定則 來表示(如圖所示)：用 右 手握住螺線管，使彎曲的 四指 沿著螺線管上的 電流 方向，則與四指 垂直 的大拇指所指的一端就是通電螺線管的 北 極，另一端則是 南 極。
12. 影響通電螺線管磁性強弱的因素有 電流大小 、單位長度上的 線圈的匝數 、線圈中 是否有鐵芯 等。單位長度上的線圈匝數一定時，通過螺線管的電流越 大 ，磁性越強；通過螺線管的電流一定時，單位長度上的線圈匝數越 多 ，磁性越強； 有 鐵芯時比 沒有 鐵芯時磁性強。（如下圖）
13. 電磁鐵
(1)定義： 帶有鐵芯 的通電螺線管。（結構如下圖）
(2)工作原理：由于電流的磁效應，通電螺線管中插入鐵芯后磁場的磁性 增強 。
(3)優點：磁性的有無由 電流有無 來控制，磁極由 電流方向 來控制，磁性的強弱由 電流的大小 來控制。
(4)應用
①電磁繼電器：實質是由 電磁鐵 控制的開關。
用途：用 低 電壓、 小 電流控制 高 電壓、 大 電流，進行遠距離操作和自動控制。（如下圖）
②電磁起重機：把電磁鐵放在鐵質物體上，接通電路，電磁鐵產生 磁性 ，把鐵質物體吸起；需放下鐵質物體時，只要斷開電流即可。
【典例3】（2023·杭州）按如圖所示電路進行實驗，將滑動變阻器的滑片從右向左移動，電磁鐵吸引的大頭針枚數增多。此實驗說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（　　）
A．電流的大小 B．電流的方向 C．線圈的匝數 D．鐵芯的粗細
【答案】A
【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素
【解析】【分析】根據描述分析影響電磁鐵磁場強弱的因素發生改變即可。
【解答】根據圖片可知，當變阻器的滑片從右向左移動時，變阻器的阻值減小，而通過電磁鐵的電流增大，此時電磁鐵吸引大頭針的數量增多則說明磁場增大，那么得到影響電磁鐵磁場強弱的因素是電流大小，故A正確，而B、C、D錯誤。故選A。
【對點訓練3】（2023·河北）如圖所示，用甲裝置探究通電螺線管外部的磁場分布，用乙裝置探究電磁鐵磁性強弱跟哪些因素有關。下列說法正確的是（　　）
A．通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似
B．改變通電螺線管中電流方向，小磁針N極指向不變
C．匝數一定時，通入的電流越小，電磁鐵的磁性越強
D．電流一定時，減少鐵釘上線圈的匝數，電磁鐵的磁性強弱不變
【答案】A
【知識點】通電螺線管的磁場；影響電磁鐵磁性強弱的因素及其探究
【解析】【解答】A.通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似，A符合題意；
B.改變通電螺線管中電流方向，小磁針N極指向改變，B不符合題意；
C.匝數一定時，通入的電流越小，電磁鐵的磁性越弱，C不符合題意；
D.電流一定時，減少鐵釘上線圈的匝數，電磁鐵的磁性變弱，D不符合題意。
故答案為：A.
【分析】通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似；改變通電螺線管中電流方向，磁極方向改變；電磁鐵磁性的強弱和電流有關，和匝數有關。
【拓展3】（2023·天津）黨的二十大報告指出“科技是第一生產力”。某學校為了培養學生的科學素養，組織科技創新大賽，小明在比賽中制作了水位自動報警器，原理圖如圖所示。當水位達到金屬塊A時（一般的水都能導電），則（　　）
A．兩燈都亮 B．兩燈都不亮 C．只有綠燈亮 D．只有紅燈亮
【答案】D
【知識點】電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【解答】根據圖像，水位到達A時，電磁鐵具有磁性，吸引銜鐵，紅燈的線路接通，紅燈發光，D符合題意。
故答案為：D.
【分析】根據電磁繼電器的工作原理分析工作的用電器。
14. 英國物理學家 法拉第 于1831年首先用實驗的方法發現了 電磁感應 現象。
15. 電磁感應現象的發現，經歷了漫長的實驗探究過程，這是因為電磁感應現象的產生必須符合 定的條件，即當 閉合 電路的 一部分 導體做 切割磁感線 運動時，導體中才會產生電流，這種電流稱為 感應電流 。（如下左圖）
16. 感應電流的方向跟 磁場方向 和 電流方向 有關。（如上右圖）
17. 感應電流的大小跟 磁場強弱 和 電流大小 有關。
18. 發電機應用了 電磁感應 原理，是將 機械 能轉化為 電 能的裝置。
【典例4】（2023·麗水）哈爾濱、杭州等地將打造低真空超高速磁浮飛行巴士，時速可達1000公里以上。磁浮飛行巴士采用能量回收制動方式，巴士到站前停止動力供應。繼續向前運行，內部線圈切割磁感線產生電流，部分機械能轉化為電能進行回收。下列四幅圖中能反映能量回收原理的是（　　）
A．B．C．D．
【答案】B
【知識點】電磁感應；產生電磁感應現象的條件和規律；發電機的構造和原理
【解析】電磁感應現象是指閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，會產生感應電流。
【解答】 內部線圈切割磁感線產生電流，部分機械能轉化為電能進行回收 ，該句話描述的是電磁感應現象故選B。其中AC均為電流的磁效應，D為通電導體在磁場中受到力的作用。故答案為：B
【對點訓練4】（2023·宜賓）對如圖的四個實驗裝置圖的描述，正確的是（　　）
A．圖甲中同名磁極相互吸引，這符合磁極間的相互作用規律
B．圖乙中導線通電時小磁針發生了偏轉，這是電流的磁效應
C．圖丙中通電導線在磁場中受力運動，這是發電機的工作原理
D．圖丁中導線AB在磁場中運動產生電流，這是電動機的工作原理
【答案】B
【知識點】磁現象；通電直導線周圍的磁場；磁場對通電導線的作用；電磁感應
【解析】【解答】A.圖甲中同名磁極相互排斥，這符合磁極間的相互作用規律，A不符合題意；
B.圖乙中導線通電時小磁針發生了偏轉，這是電流的磁效應，B符合題意；
C.圖丙中通電導線在磁場中受力運動，這是電動機的工作原理，C不符合題意；
D.圖丁中導線AB在磁場中運動產生電流，這是發電機的工作原理，D不符合題意。
故答案為：B.
【分析】磁體間同名磁極相互排斥；通電導體周圍有磁場；磁場對電流的作用是電動機的工作原理；電磁感應是發電機的工作原理。
真題演練
1.（2023·郴州）在探究電磁感應現象時，要改變感應電流的方向，下列方法中正確的是（　　）
A．改變導體切割磁感線的方向
B．改變導體所在處磁場的強弱
C．改變導體切割磁感線的速度大小
D．改變導體的長度
【答案】A
【知識點】電磁感應
【解析】【解答】電磁感應中產生的電流方向和磁場方向有關，和導體的切割方向有關；
A.改變導體切割磁感線的方向，A符合題意；
B.改變導體所在處磁場的強弱，B不符合題意；
C.改變導體切割磁感線的速度大小，C不符合題意；
D.改變導體的長度，D不符合題意。
故答案為：A.
2.（2023·煙臺）關于如圖所示四個實驗的說法不正確的是（　　）
A．圖甲，說明通電導線的周圍有磁場
B．圖乙，閉合開關后，小磁針N極將順時針偏轉
C．圖丙，反映的是電動機的工作原理
D．圖丁，說明通電螺線管的匝數越多，磁性越強
【答案】C
【知識點】磁感線及其特點；通電直導線周圍的磁場；發電機的構造和原理；通電螺線管的極性和電流方向的判斷；影響電磁鐵磁性強弱的因素及其探究
【解析】【解答】 A、導線通電后，小磁針發生了偏轉，說明通電導線周圍存在磁場，證明了電流的磁效應，故A正確；
B、由安培定則可知，螺線管的左端為S極，右端為N極，根據同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引知，閉合開關后，小磁針N極順時針偏轉，故B正確；
C、閉合電路的一部分導體切割磁感線時會產生感應電流，是電磁感應現象實驗，是發電機的原理圖，不是電動機的原理圖，故C錯誤；
D、圖丁中，兩個螺線管串聯接入電路中，電流相等，線圈的匝數不同，通電螺線管的匝數越多，磁性越強，故D正確。
故選：C。
3．（2023·內江）下列裝置與電動機的原理相同的是（　　）
A．導線通電時小磁針轉動B．通電時電磁鐵吸引大頭針
C．金屬棒在磁場中運動產生電流D． 在磁場中金屬棒通電后運動
【答案】D
【知識點】磁場對通電導線的作用
【解析】【解答】A.導線通電時小磁針轉動，說明電流周圍存在磁場，故A不合題意；
B.通電時電磁鐵吸引大頭針，利用電流的磁效應，故B不合題意；
C.金屬棒在磁場中運動產生電流，本質為電磁感應現象，故C不合題意；
D. 在磁場中金屬棒通電后運動，這是電動機的工作原理，故D符合題意。
故選D。
4．（2023·蘇州）下列與磁現象有關的實驗中，說法正確的是（　　）
A．甲圖中磁鐵通過磁場對回形針施加力
B．乙圖說明磁場對電流有力的作用
C．丙圖是電磁感應原理的應用
D．丁圖說明了電流具有磁效應
【答案】A
【知識點】磁現象；通電直導線周圍的磁場；磁場對通電導線的作用；電磁感應
【解析】【解答】A.甲圖中磁鐵通過磁場對回形針施加力，A符合題意；
B.乙圖說明通電導體周圍有磁場，B不符合題意；
C.丙圖是磁場對電流有力的作用，C不符合題意；
D.丁圖說明了電磁感應產生了電流，D不符合題意.
故答案為：A。
【分析】磁極間的相互作用通過磁場發生；通電導體周圍有磁場；電動機的工作原理是磁場對電流的作用；電磁感應是發電機的工作原理。
5.（2023·臨沂）閉合下圖所示電路的開關，小磁針靜止時指向如圖，則（　　）
A．通電螺線管的左端為N極 B．電源的左端為正極
C．電流表的左端為“+”接線柱 D．R的滑片不能置于最右端
【答案】C
【知識點】通電螺線管的磁場；安培定則
【解析】【解答】根據小磁針的指向判斷，通電螺線管的右側是N極，電源的右側是正極，
A不符合題意；B不符合題意；由于電流表要正入負出，所以電流表的左端為“+”接線柱，C符合題意；R的滑片置于最右端時，電阻較大，電流較小，D不符合題意。
故答案為：C.
【分析】根據小磁針的指向判斷通電螺線管的磁極；結合安培定則判斷電流方向。
6.（2023·成都）下圖是小聰和小明同學探究“通電螺線管的磁場方向”實驗示意圖。實驗時，在小圓位置放置小磁針，閉合開關，畫出不同位置小磁針靜止時N極的指向；對調電源正負極，重復上述操作。下列說法不正確的是（　　）
A．小磁針的作用是指示通電螺線管周圍的磁場方向
B．閉合開關，放置在a、b處的小磁針靜止時N極指向相同
C．對調電源正負極，閉合開關，通電螺線管的磁場方向改變
D．通過實驗可總結出通電螺線管的磁極性和電流方向的關系
【答案】B
【知識點】通電螺線管的磁場
【解析】【解答】A.小磁針靜止時N極所指的方向就是通電螺線管的磁場方向，故A正確不合題意；
B.根據圖片可知，a、b兩點位置不同，則兩點磁場方向不同，那么小磁針靜止時N極所指的方向不同，故B錯誤符合題意；
C.對調電源正負極，則螺線管線圈上電流方向改變，那么螺線管的磁場方向改變，故C正確不合題意；
D.對調電源正負極后，通過螺線管的電流方向改變，周圍小磁針的指向也發生改變，這說明通電螺旋管的極性與電流方向有關，故D正確不合題意。
故選B。
【分析】（1）在磁場中某點小磁針靜止時N極所指的方向就是該點磁場方向；
（2）根據磁極之間的相互作用規律判斷；
（3）（4）通電螺線管的磁場方向與電流方向有關，據此分析判斷。
7.（2023·宜昌）如圖是一個磁懸浮地球儀，球體內部有一個永磁體，底座通電時地球儀可以懸浮在上方，此時底座相當于一個　 　；如果需要連續調節地球儀的懸浮高度，可以通過在底座電路中接入一個　 　來實現。
【答案】電磁鐵；滑動變阻器/變阻器/電位器
【知識點】滑動變阻器的原理及其使用；電磁鐵的構造和原理
【解析】【解答】磁懸浮地球儀，球體內部有一個永磁體，底座通電時地球儀可以懸浮在上方，此時底座相當于一個電磁鐵；如果需要連續調節地球儀的懸浮高度，需要靈活改變電流大小，可以通過在底座電路中接入一個滑動變阻器來改變電流。
【分析】電磁鐵通電有磁性；通過滑動變阻器可以改變電流，從而改變電磁鐵的磁性。
8.（2023·衢州）科學發現往往閃耀著科學家們智慧的光芒。
（1）1820年奧斯特發現通電導線能使其周圍的小磁針發生偏轉。如圖，在小磁針的上方拉一根與小磁針平行的直導線，閉合開關時，小磁針N極向紙外偏轉，則電源　 　端為正極。
（2）法拉第深入思考了奧斯特實驗，認為：通電導線能使磁針轉動，說明磁針受到力的作用，那么反過來，磁針也能使通電導線轉動。他這樣推測的依據是　 　。
【答案】（1）B
（2）物體間力的作用是相互的
【知識點】力的作用是相互的；通電螺線管的極性和電流方向的判斷
【解析】【分析】（1）首先根據小磁針的指向確定導線周圍磁場方向，再根據安培定則判斷導線中的電流方向，進而確定電源的正負極方向；
（2）當甲對乙施加力的作用時，乙也同時對甲施加反作用力，這就是力的作用的相互性，據此分析解答。
【解答】（1）閉合開關后，小磁針N極向紙外偏轉，則說明在導線下方磁場方向向外。用右手握住導線，彎曲的四指指尖向外，此時大拇指指向左端，則電流從右到左，因此電源的B端為正極，A端為負極。
（2）法拉第深入思考了奧斯特實驗，認為：通電導線能使磁針轉動，說明磁針受到力的作用，那么反過來，磁針也能使通電導線轉動。他這樣推測的依據是：物理間力的作用是相互的。
9.（2023·河南）如圖所示，小明利用電磁繼電器設計了一個水位自動報警裝置，當水位未達到金屬塊M時，燈泡不亮。水位達到金屬塊M時，燈泡亮，則接線柱C應與　 　（選填“A”或“B”）相連。已知燈泡的規格為“12V 6W”，燈泡正常發光時的電流是　 　A。通電1min，燈泡消耗的電能是　 　J。
【答案】B；0.5；360
【知識點】電功的計算；電功率的計算；電磁鐵的其他應用
【解析】【解答】（1）根據圖片可知，當M與水接觸后，電磁鐵產生磁場，將銜鐵吸下來與B接通。由于此時燈泡發光，那么C應該與B相連。
（2）燈泡正常發光時的電流為：；
（3）通電1min，燈泡消耗的電能是：W=Pt=6W×60s=360J。
【分析】（1）根據銜鐵的位置改變分析；
（2）根據公式計算燈泡正常發光時的電流；
（3）根據W=Pt計算燈泡消耗的電能。
10.（2023·蘇州）寒冬，為給小雞仔提供溫暖的環境，小明制作了恒溫箱系統，原理如圖。控制電路由電磁繼電器、滑動變阻器R1、熱敏電阻R2（安裝在恒溫箱內，阻值隨溫度升高而顯著減小）、低壓電源等組成。加熱電路由電源、電熱絲R3和R4等組成。調好R1阻值，閉合開關S1、S2，箱內溫度升高到設定值后即在小范圍內波動，且降溫階段降溫比較平緩。
（1）通電線圈上端是　 　極，溫度升高時，電磁鐵磁性　 　；
（2）R3阻值　 　（大于/小于）R4阻值；
（3）將R1的阻值稍微調小一些，恒溫箱控制的溫度將　 　。
【答案】（1）N；增強
（2）小于
（3）降低
【知識點】安培定則；電磁繼電器的組成、原理和特點
【解析】【解答】（1）根據電流方向和安培定則判斷，通電線圈上端是N 極，溫度升高時，熱敏電阻R2的阻值隨溫度升高而顯著減小，電流變大，電磁鐵磁性增強；
（2）由于溫度較高時，銜鐵吸合，電阻R4開始加熱，說明R4的電功率比R3的電功率低，根據，R3阻值小于R4阻值；
（3）將R1的阻值稍微調小一些，電磁鐵的電流變大，恒溫箱控制的溫度將降低。
【分析】（1）根據安培定則判斷通電螺線管的磁極；電流變大，電磁鐵的磁性變強；
（2）電壓一定時，電阻越大， 電功率越小；
（3）根據電阻的變化判斷電路工作的狀態。
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第九講：電與磁
1. 磁性：物體具有的能吸引 等物質的性質(吸鐵性)。
2. 磁體
(1)定義：具有 的物體。
(2)分類：永磁體分為天然磁體、人造磁體。
3. 磁極：磁體上 的地方叫磁極。
(1)在水平面內自由轉動的磁體靜止時，指南的磁極是 ，指北的磁極是 。
(2)磁極間的相互作用規律： 。
(3)任何一個磁體都有 個磁極，磁極總是 出現的，條形磁鐵的磁極在磁體的 。 一個永磁體分成幾部分后，每一部分仍存在 個磁極。（如下圖）
(4)應用：磁浮列車底部裝有用線圈繞制的電磁鐵，利用磁體之間的相互作用，使列車懸浮在軌道的上方以提高運行速度。（如上右圖）
4. 磁化：使原來沒有磁性的物體 的過程。
【典例1】（2023·溫州）如圖為某款玻璃清潔器，由兩塊各含磁鐵的清潔片構成。使用時，兩塊清潔片總是隔著玻璃合在一起移動，這是因為（　　）
A．異名磁極相互排斥 B．異名磁極相互吸引
C．同名磁極相互排斥 D．同名磁極相互吸引
【對點訓練1】（2023長春汽開區一模）如圖是我國早期的指南針——司南。“柢”是長柄，它永遠指南方，是因為受到 _____的作用，“柢”相當于磁體的 _____極。
5. 磁場
(1)定義：在 周圍的空間存在的由磁體產生的物質。磁場是一種看不見、摸不著的特殊物質。
(2)基本性質：磁場對放入其中的 產生 的作用。磁極間的相互作用是通過 產生的。
(3)方向規定：把小磁針放在磁場中某處，當小磁針靜止時，小磁針的 極所指
的方向就表示該處的磁場方向。
6. 磁感線
(1)定義：人們根據磁鐵周圍磁場中鐵粉的排列情況畫出的虛曲線。（如下左圖）
(2)方向：磁場中任何一點的磁感線方向都跟放在該點的磁針靜止時 所指的方向一致。 在磁體外部，磁感線由磁體的 到磁體的 ；在磁體內部磁感線則是從 到 。（如下右圖，各種形狀的磁感線）
【典例2.1】下列磁感線模型正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【對點訓練2.1】（2023·臨沂）關于電和磁，下列說法正確的是（　　）
A．摩擦起電的實質是創造了電荷
B．通電導體周圍一定存在磁場
C．磁感線是磁場中真實存在的線
D．導體在磁場中運動就會產生電流
7. 地磁場
(1)定義：地球周圍存在的 叫作地磁場。磁針指南北是因為受到 的作用。
(2)磁極：地磁場的北極在 ，地磁場的南極在 。
(3)在地表附近地磁場中磁感線的走向大致是 的。（如下圖）
【典例2.2】（2023·黃岡）下列關于電與磁的說法正確的是（　　）
A．圖甲：磁感線是真實存在的，小磁針的北極指向地理的北極
B．圖乙：鐵釘上端是電磁鐵的N極，P向左移能吸引更多鐵釘
C．圖丙：只對調磁極，線圈的轉動方向不會發生改變
D．圖丁：閉合開關，導體ab豎直向上運動，電流表指針偏轉
【對點訓練2.2】（2022 金華）司南是我國早期的指南針。小科將條形磁體置于塑料勺內，在勺下墊泡沫，一起置于裝水的紙盤中，漂浮在水面上，能自由轉動，從而得到一個仿制“司南”（如圖所示）。下列說法正確的是（　　）
A．“司南”靜止時勺柄指南，標為N極
B．“司南”能指南北是受地磁場的作用
C．“司南”的紙盤換成鐵盤后也能正常使用
D．“司南”勺柄的指向與勺內磁體的磁極方向無關
8. 奧斯特實驗
如圖所示，如果在直導線附近放置一枚小磁針，則當導線中有電流通過時，磁針將發生 。這一現象由丹麥物理學家奧斯特于 1820年通過實驗首先發現。該現象說明：通電導線的周圍存在磁場，且磁場的方向與 的方向有關。通電導線的周圍存在 ，這種現象稱為電流的 效應。
9. 直線電流周圍的磁感線
(1) 如圖 B5-Q-2 所示,磁感線分布在 通電直導線的所有平面上，是以電流為中心(以直導線上各點為圓心)的 。
(2)越靠近通電導線，磁感線越 ，磁場越 。磁場的強弱與電流的 有關。
(3)磁場方向跟 的方向有關。
10. 判斷直線電流的磁場方向
右手螺旋定則：如圖 B5-Q-3 所示，用右手握住導線，大拇指指向 的方向，其余四指彎曲指向 。
11. 通電螺線管的磁場
把 繞在圓筒上，做成螺線管，也叫線圈，在通電情況下會產生磁場。通電螺線管的磁場和 的磁場相似。其兩端的極性跟 有關，這關系可用 來表示(如圖所示)：用 手握住螺線管，使彎曲的 沿著螺線管上的 方向，則與四指 的大拇指所指的一端就是通電螺線管的 極，另一端則是 極。
12. 影響通電螺線管磁性強弱的因素有 、單位長度上的 、線圈中 等。單位長度上的線圈匝數一定時，通過螺線管的電流越 ，磁性越強；通過螺線管的電流一定時，單位長度上的線圈匝數越 ，磁性越強； 鐵芯時比 鐵芯時磁性強。（如下圖）
13. 電磁鐵
(1)定義： 的通電螺線管。（結構如下圖）
(2)工作原理：由于電流的磁效應，通電螺線管中插入鐵芯后磁場的磁性 。
(3)優點：磁性的有無由 來控制，磁極由 來控制，磁性的強弱由 來控制。
(4)應用
①電磁繼電器：實質是由 控制的開關。
用途：用 電壓、 電流控制 電壓、 電流，進行遠距離操作和自動控制。（如下圖）
②電磁起重機：把電磁鐵放在鐵質物體上，接通電路，電磁鐵產生 ，把鐵質物體吸起；需放下鐵質物體時，只要斷開電流即可。
【典例3】（2023·杭州）按如圖所示電路進行實驗，將滑動變阻器的滑片從右向左移動，電磁鐵吸引的大頭針枚數增多。此實驗說明影響電磁鐵磁性強弱的一個因素是（　　）
A．電流的大小 B．電流的方向 C．線圈的匝數 D．鐵芯的粗細
【對點訓練3】（2023·河北）如圖所示，用甲裝置探究通電螺線管外部的磁場分布，用乙裝置探究電磁鐵磁性強弱跟哪些因素有關。下列說法正確的是（　　）
A．通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似
B．改變通電螺線管中電流方向，小磁針N極指向不變
C．匝數一定時，通入的電流越小，電磁鐵的磁性越強
D．電流一定時，減少鐵釘上線圈的匝數，電磁鐵的磁性強弱不變
【拓展3】（2023·天津）黨的二十大報告指出“科技是第一生產力”。某學校為了培養學生的科學素養，組織科技創新大賽，小明在比賽中制作了水位自動報警器，原理圖如圖所示。當水位達到金屬塊A時（一般的水都能導電），則（　　）
A．兩燈都亮 B．兩燈都不亮 C．只有綠燈亮 D．只有紅燈亮
14. 英國物理學家 于1831年首先用實驗的方法發現了 現象。
15. 電磁感應現象的發現，經歷了漫長的實驗探究過程，這是因為電磁感應現象的產生必須符合 定的條件，即當 電路的 導體做 運動時，導體中才會產生電流，這種電流稱為 。（如下左圖）
16. 感應電流的方向跟 和 有關。（如上右圖）
17. 感應電流的大小跟 和 有關。
18. 發電機應用了 原理，是將 能轉化為 能的裝置。
【典例4】（2023·麗水）哈爾濱、杭州等地將打造低真空超高速磁浮飛行巴士，時速可達1000公里以上。磁浮飛行巴士采用能量回收制動方式，巴士到站前停止動力供應。繼續向前運行，內部線圈切割磁感線產生電流，部分機械能轉化為電能進行回收。下列四幅圖中能反映能量回收原理的是（　　）
A．B．C．D．
【對點訓練4】（2023·宜賓）對如圖的四個實驗裝置圖的描述，正確的是（　　）
A．圖甲中同名磁極相互吸引，這符合磁極間的相互作用規律
B．圖乙中導線通電時小磁針發生了偏轉，這是電流的磁效應
C．圖丙中通電導線在磁場中受力運動，這是發電機的工作原理
D．圖丁中導線AB在磁場中運動產生電流，這是電動機的工作原理
真題演練
1.（2023·郴州）在探究電磁感應現象時，要改變感應電流的方向，下列方法中正確的是（　　）
A．改變導體切割磁感線的方向
B．改變導體所在處磁場的強弱
C．改變導體切割磁感線的速度大小
D．改變導體的長度
2.（2023·煙臺）關于如圖所示四個實驗的說法不正確的是（　　）
A．圖甲，說明通電導線的周圍有磁場
B．圖乙，閉合開關后，小磁針N極將順時針偏轉
C．圖丙，反映的是電動機的工作原理
D．圖丁，說明通電螺線管的匝數越多，磁性越強
3．（2023·內江）下列裝置與電動機的原理相同的是（　　）
A．導線通電時小磁針轉動
B．通電時電磁鐵吸引大頭針
C．金屬棒在磁場中運動產生電流
D． 在磁場中金屬棒通電后運動
4．（2023·蘇州）下列與磁現象有關的實驗中，說法正確的是（　　）
A．甲圖中磁鐵通過磁場對回形針施加力
B．乙圖說明磁場對電流有力的作用
C．丙圖是電磁感應原理的應用
D．丁圖說明了電流具有磁效應
5.（2023·臨沂）閉合下圖所示電路的開關，小磁針靜止時指向如圖，則（　　）
A．通電螺線管的左端為N極 B．電源的左端為正極
C．電流表的左端為“+”接線柱 D．R的滑片不能置于最右端
6.（2023·成都）下圖是小聰和小明同學探究“通電螺線管的磁場方向”實驗示意圖。實驗時，在小圓位置放置小磁針，閉合開關，畫出不同位置小磁針靜止時N極的指向；對調電源正負極，重復上述操作。下列說法不正確的是（　　）
A．小磁針的作用是指示通電螺線管周圍的磁場方向
B．閉合開關，放置在a、b處的小磁針靜止時N極指向相同
C．對調電源正負極，閉合開關，通電螺線管的磁場方向改變
D．通過實驗可總結出通電螺線管的磁極性和電流方向的關系
7.（2023·宜昌）如圖是一個磁懸浮地球儀，球體內部有一個永磁體，底座通電時地球儀可以懸浮在上方，此時底座相當于一個　 　；如果需要連續調節地球儀的懸浮高度，可以通過在底座電路中接入一個　 　來實現。
8.（2023·衢州）科學發現往往閃耀著科學家們智慧的光芒。
（1）1820年奧斯特發現通電導線能使其周圍的小磁針發生偏轉。如圖，在小磁針的上方拉一根與小磁針平行的直導線，閉合開關時，小磁針N極向紙外偏轉，則電源　 　端為正極。
（2）法拉第深入思考了奧斯特實驗，認為：通電導線能使磁針轉動，說明磁針受到力的作用，那么反過來，磁針也能使通電導線轉動。他這樣推測的依據是　 　。
9.（2023·河南）如圖所示，小明利用電磁繼電器設計了一個水位自動報警裝置，當水位未達到金屬塊M時，燈泡不亮。水位達到金屬塊M時，燈泡亮，則接線柱C應與　 　（選填“A”或“B”）相連。已知燈泡的規格為“12V 6W”，燈泡正常發光時的電流是　 　A。通電1min，燈泡消耗的電能是　 　J。
10.（2023·蘇州）寒冬，為給小雞仔提供溫暖的環境，小明制作了恒溫箱系統，原理如圖。控制電路由電磁繼電器、滑動變阻器R1、熱敏電阻R2（安裝在恒溫箱內，阻值隨溫度升高而顯著減小）、低壓電源等組成。加熱電路由電源、電熱絲R3和R4等組成。調好R1阻值，閉合開關S1、S2，箱內溫度升高到設定值后即在小范圍內波動，且降溫階段降溫比較平緩。
（1）通電線圈上端是　 　極，溫度升高時，電磁鐵磁性　 　；
（2）R3阻值　 　（大于/小于）R4阻值；
（3）將R1的阻值稍微調小一些，恒溫箱控制的溫度將　 　。
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